Области применения искуственного интеллекта. ТЕМА. Сферы применения искусственного интеллекта

• Название: Сферы применения искусственного интеллекта
• Анкор: Области применения искуственного интеллекта
• Дата: 16.03.2023
• Размер: 1.01 Mb.
• Имя файла: ТЕМА.docx
• Тип: Документы; #994672

ТЕМА: СФЕРЫ ПРИМЕНЕНИЯ ИСКУССТВЕННОГО ИНТЕЛЛЕКТА

План:

1. 
   Специфика использования искусственного интеллекта
   
2. 
   Области использования искусственного интеллекта
   

3. Применение системы искусственного интеллекта как экспертной системы

4. Проблемы использования искусственного интеллекта

5. Ближайшее будущее искусственного интеллекта


На сегодняшний день уже практически не осталось областей человеческой деятельности, в которых не применяется автоматизация каких-либо процессов. Многие работы и процессы, которые ранее выполнялись только при участии человека, сегодня выполняются машинами и механизмами в частично или полностью автоматизированном режиме. С каждым годом масштаб автоматизации только увеличивается. В первую очередь, автоматизация возможна, благодаря развитию искусственного интеллекта. Применение разнообразных систем искусственного интеллекта тесно связано с такими основными особенностями:

• 
  Возможность оптимизировать большинство действий и процессов, которые ранее выполнялись человеком. Например, автоматическая обработка металла на станках.
  
• 
  Способность обрабатывать и анализировать объемные массивы данных и производить расчетные операции с огромным количеством данных.
  
• 
  Отсутствие влияния человеческих эмоций: смены настроения, физического состояния и прочих факторов, свойственных человеку.
  

Таким образом, сферы применения искусственного интеллекта не ограничены.

Специфика использования искусственного интеллекта

От характеристик и особенностей работы каждой конкретной системы зависят нюансы применения искусственного интеллекта. Но на ряду с этим можно выделить общую особенность его применения, присущую практически каждой сфере. Это присутствие системных ошибок. Этой особенностью нельзя пренебрегать, поэтому даже при полном охвате искусственным интеллектом той или иной сферы, при его работе необходимо участие человека. Этот момент важен практически в каждой сфере, где есть необходимость принятия важных решений. Например, в медицине, где в центре внимания стоит жизнь и здоровье человека. В транспортной сфере, где существует риск аварии на дороге.

Области использования искусственного интеллекта

Несмотря на то, что искусственный интеллект используется сравнительно недавно, на сегодняшний день он нашел применение во многих областях производства и жизнедеятельности человека, даже там, где его применение еще недавно казалось просто невозможным. Рассмотрим яркие примеры его применения, которые уже имеют мест сегодня и планируются в ближайшее время.

Медицина

Искусственный интеллект распознает патологии на рентгеновских снимках, маммографии, МРТ, КТ. С помощью ИИ врачи выявляют заболевания легких, болезнь Альцгеймера. На изучение результатов исследования искусственному интеллекту требуются несколько секунды, а врачу – гораздо больше, например, 20-30 минут.

Хорошая память и способность к переработке большого объема данных, проводя их анализ и выборку необходимой информации, являются важными характеристиками искусственного интеллекта. Именно эти характеристики способствовали его внедрению в сфере медицины. Таким образом работает система DeepMind Heals фирмы Google, система Watson фирмы IBM. Их применяют для выявления вероятности заболеваний пациентов на ранних стадиях. К ним обращаются доктора для получения рекомендаций. В 2017 году принято решение на внедрение системы искусственного интеллекта в медицинской сфере. На сегодняшний день работает система «Третье мнение», которая помогает докторам вырабатывать решения. Она обрабатывает снимки дна глаза и кровяных клеток, рентгеновские снимки легких, УЗИ мочевого пузыря, планируется использовать ее для обработки МРТ и компьютерных томограмм. Также работает система Botkin.Al. Она анализирует диагнозы, дает консультации, контролирует прохождение процедур, а также имеет ряд других функций. В основном используется в онкологическом направлении, но планируется расширение применения и в других сферах медицины.



Искусственный интеллект используют как доктора, так и пациенты. Широкой популярности набирает телемедицина и ее различные приложения. Используются различные способы взаимодействия, например, закрепление датчиков (например, фитнес-браслетов) на пациенте и считывание с них информации, использование опросников и выдача вероятных диагнозов, на основании ответов, а также рекомендаций лечения. Такие приложения зачастую работают с функцией распознавания речи или сообщений.

Самые распространенные приложения такого плана - это Your.MD и Ada. Они есть на сервисах Google Play и App Store.

амый известный компьютерный диагност – IBM Watson. В его память загружены миллионы медицинских документов и истории болезней. Примечательно, что IBM Watson ставит диагнозы точнее врачей. Но непосредственный лечащий специалист лишь руководствуется советами ИИ, самостоятельно принимая решение о диагнозе и методах лечения.  

Другой пример отечественного ИИ – Botkin.AI, созданный для помощи онкологам. Система проводит многосторонний анализ результатов обследований, дает подсказки и советы врачам. 

Используется искусственный интеллект и для ускорения восстановления спортсменов. На основе комплекса факторов ИИ подбирает наиболее эффективный комплекс лечения.  

Медицина активно развивается не только с помощью ИИ, но и с помощью метавселенных. Например, в начале 2022 года министр здравоохранения ОАЭ представил первый центр обслуживания клиентов в метавселенной. Агентство Maff Metaverse помогает брендам осваивать метавселенные: разработать концепцию и объект, провести мероприятие, аредновать землю, привлечь аудиторию на локацию компании и многое другое.

Искусственный интеллект в обороне и военном деле

Внедряют ИИ и в военно-промышленную сферу. В 2018 году стало известно, что в армии США ведутся разработки системы, которая сможет распознавать лица людей в темноте и сквозь стены, посредством тепловизора. Главным ее назначением станет выявление главарей банд в локациях, где проходят военные действия.

Активно тестируется другой ИИ под названием ALPHA. Он предназначен для управления беспилотными истребителями и участия в военно-воздушных действиях. Тестирование ALPHA на симуляторах привело к тому, что компьютер победил двух людей-противников, управляя одновременно четырьмя истребителями.

Искусственный интеллект в системах безопасности

ИИ используется в системах безопасности в первую очередь для распознавания лиц и идентификации личности. Дополнительно «умные» системы применяют с целью выявления опасных предметов и веществ. 

Кроме того, ИИ оказывает помощь и в кибер-безопасности. Анализируя массивы данных об угрозах, искусственный интеллект сокращает время отклика служб безопасности и расширяет их возможности для более быстрого реагирования.Например, компания IBM предлагает целый спектр решений для тех, кто занимается кибер-безопасностью. Технология Watson ищет взаимосвязи между угрозами и выдает применимые на практике рекомендации. В результате, можно быстрее и увереннее реагировать на угрозы.

Искусственный интеллект в космических системах

Один из примеров – робот NASA Curiosity, предназначен для исследования состава марсианских почв и компонентов атмосферы. Благодаря наличию ИИ, Curiosity может не только изучать местность, но и запоминать безопасные пути, а также прокладывать новые маршруты с учетом ранее полученных знаний о характере почвы или грунта.

Другой робот, работающий на базе искусственного интеллекта, – Lauron. Он разработан в Технологическом институте Карлсруэ. Этот пешеходный робот был разработан для статически стабильной ходьбы по неровной местности. Благодаря гибкой системе управления адаптируется к разным ландшафтам. Особенность робота состоит в наличии шести ног со специальными зацепами. Lauron используется для исследования зон на космических объектах. 

Машина собирает информацию об окружающей среде и автономно планирует путь к цели. Во время передвижения Lauron «видит» препятствия, а затем либо проходит над ними, либо обходит их, если препятствия слишком высоки.

Пешеходный робот предназначен для осмотра и обслуживания сложных и опасных для человека зон. Так, среди его задач исследование поверхностей вулканов и других планет.

Искусственный интеллект в спорте

Организаторы команд по бейсболу, футболу и баскетболу анализируют индивидуальные данные игроков, их технику, физическое состояние. Искусственный интеллект, используя эти данные, помогает предсказать потенциал спортсменов.

Другой пример использования ИИ-технологий – прогнозирование результатов матчей. Специальные системы созданы компаниями UBS, Commerzbank и Microsoft. При проведении расчетов учитываются многие факторы, например, опыт и физическое состояние игроков, погодные условия, место проведения встреч. Все это используется для составления спортивных прогнозов.

Искусственный интеллект в системе муниципального управления

Внедрение ИИ в муниципальное управление призвано сделать его более эффективным, правильно влиять на аудиторию, повышая шансы на получение нужного результата. Барака Обама, на вторых президентских выборах, нанял команду профессионалов, которая использовала ИИ. Нейросети отвечали за расчет лучших дней и выбор локаций для проведения агитационных мероприятий, что дало перевес в 10-12%.

Искусственный интеллект в культуре

В октябре 2018 года была продана первая картина, над которой работал искусственный интеллект. Ее приобрели за $432 500. При создании произведения использовался специальный алгоритм генеративной состязательной сети, который проанализировал более 15 000 портретов художников XV- XX веков.

В музыкальной сфере звукозаписывающая студия Warner Music заключила долгосрочный контракт с робо-исполнителем Endel. Всего будет выпущено 20 альбомов. Особенность Endel состоит в том, что он создан на базе искусственного интеллекта со специальным алгоритмом.

Нейросеть способна не только писать обычную музыку, но и создавать индивидуальные композиции в зависимости от настроения слушателя. В последнем случае анализируются личные данные человека, его самочувствие, местонахождение и другая информация. На основе этого для конкретного человека создается неповторимый трек, способный улучшить настроение и уменьшить чувство тревоги.

Искусственный интеллект в образовании

За счет внедрения ИИ в будущем система образования будет развиваться в двух направлениях. Первое из них – адаптивное. Его главная задача состоит в том, чтобы решить проблему разной успеваемости у учеников. ИИ будет анализировать результаты обучающихся и на их основе адаптировать порядок курсов, дополнительно информируя преподавателей о степени усвоения материала.

Второе направление – прокторинг. Цель заключается в обеспечении контроля учеников во время прохождения тестов и экзаменов. Система отслеживает, разговаривают ли между собой школьники или студенты, как часто отводят глаза от тетради или компьютера, пользуются ли карманными гаджетами. При выявлении нарушений ИИ сразу отправляет оповещение проктору – специалисту, отвечающему за мониторинг прохождения тестирований.

Искусственный интеллект в судебной системе

В числе первых ИИ стал использовать Китай. Нейросети пока используются в качестве помощников. Они анализируют большие массивы данных из государственных хранилищ, берут во внимание характеристики конкретного человека, после чего выносят решение о его виновности или невиновности.

Некоторые машины на базе искусственного интеллекта способны на основе статистической информации прогнозировать правонарушения людей в будущем. Таким образом планируют снизить общий уровень преступности.  

Искусственный интеллект в сельском хозяйстве и животноводстве

Компании в аграрной промышленности, такие как Agworld, Farmlogs, Cropx, AGCO активно создают и внедряют системы ИИ в разные направления сельского хозяйства и животноводства. Например, беспилотные летательные аппараты с радарами и GPS-мониторингом обучают и затем используют для доставки опасных химикатов и опрыскивания сельскохозяйственных культур.

Компания CNH Industrial занимается выпуском беспилотных тракторов. Они выполняют те же самые задачи, что и обычная сельскохозяйственная техника. Но производительность выше за счет возможности работать беспрерывно. 

Машины с ИИ умеют проводить опрыскивание, прополку, наблюдать за животными в стаде и выполнять другие трудоемкие аграрные задачи. В животноводстве системы искусственного интеллекта используются для выявления болезней у скота, определения хороших племенных животных.

Искусственный интеллект в военных целях

Для сохранения суверенитета многие государства активно создают беспилотников и дронов. Их можно объединять в управляемый «рой» для массовых атак. С справиться с многочисленными дронами будет практически невозможно. Данных о внедряемых ИИ в военную сферу мало – информация секретна, ее нет в открытом доступе. 

Искусственный интеллект в промышленности

В промышленной индустрии внедрение ИИ-технологий связано с автоматизацией производственных процессов и сокращением штата сотрудников. Машина с системой искусственного интеллекта собирает детали, легко запоминая последовательность действий и правильность крепления элементов, безошибочно рассчитывает данные и оптимизирует сборку: в каком порядке расположить детали, как надежнее их закрепить. 

К примеру, фирма LG планирует в 2023 году запустить линию производства, где полностью все автоматизировано и управляется системой искусственного интеллекта, которым будет контролироваться абсолютно все, начиная от закупки расходных материалов, заканчивая контролем качества товаров и их отправкой конечному потребителю. Помимо этого, искусственным интеллектом будет контролироваться износ запасных частей и основных средств, а также иные важные параметры, которые будут заданы.

Сельское хозяйство

В сфере сельского хозяйства применение искусственного интеллекта вызвано необходимостью контролировать влажность и температуру воздуха и почвы, присутствие нужной концентрации удобрений, развития растений и общего ухода за ними. Например, машины уже умеют обнаружить вредные растения и удалить их, выдергивая из почвы без вреда выращиваемым растениям. Сельскохозяйственные системы умеют обнаруживать заболевания растений, доставлять необходимые медикаменты для их лечения. Это экономит расход пестицидов и гербицидов.

Транспортная сфера

В развитых странах систему искусственного интеллекта используют для регулировки движения городского транспорта и решения проблем с городскими пробками. В России, к примеру, уже используется система искусственного интеллекта, в частности для регулировки движения транспорта в городах с большой дорожной сетью и на основных магистральных дорогах. Система интеллекта использует и обрабатывает данные со светофоров, об интенсивности транспортных потоков, погодных условиях и прочих факторах, влияющих на скорость и интенсивность дорожного движения. Анализируя эти данные, система работает в оптимальном режиме и переключает светофоры в нужное время.

Применение системы искусственного интеллекта как экспертной системы

«Умные» машины обладают знаниями в определенной сфере и могут выступать в качестве специалистов, составляя анализ и предлагая решения по поставленным задачам. 

Например, существуют экспертные системы для диагностирования заболеваний, составления финансовых прогнозов или подготовки самых коротких маршрутов для транспорта в системах логистики. 

Некоторые экспертные системы могут обучать людей в конкретной сфере, используя для этого заложенные знания. Прикладными областями являются:

• 
  Химия;
  
• 
  агрономия;
  
• 
  геология;
  
• 
  инженерия;
  
• 
  метеорология;
  
• 
  военная наука. 
  

Проблемы использования искусственного интеллекта

При внедрении систем ИИ специалисты сталкиваются с рядом сложностей: 

• 
  «Умные» технологии доступны лишь крупным компаниям или министерствам, которые могут позволить себе вложить большие суммы и получить от этого отдачу только через несколько лет. Так, на развитие программы «Цифровая экономика», которая включает в себя технологии с искусственным интеллектом, Минкомсвязи закладывало 1,118 трлн. тенге.
  
• 
  После закупки робототехники или «умных» программ наступает этап их интеграции в бизнес, где возникают проблемы с кадрами. В 2020 году наблюдается дефицит специалистов, способных выполнить все необходимые надстройки ИИ для их внедрения в бизнес.
  
• 
  До сих пор остается непонятным, кто должен отвечать за возникающие инциденты при работе с ИИ – создатели или те, кто его использует.
  
• 
  Для обучения и успешной работы большинства ИИ требуются массивы информации. Вместе с этим возникает проблема конфиденциальности данных. Созданные ИИ-проекты не всегда обеспечены необходимым уровнем безопасности для сохранности данных.   
  

Ближайшее будущее искусственного интеллекта 

Тревор Сэндс, исследователь ИИ из Lockheed Martin, дает оптимистичные прогнозы. Он считает, что в ближайшее 5-15 лет в этой сфере будет несколько прорывов. Сэндс не исключает, что большая часть новаторских решений будет исходить от корпорации Google. 

Однако Тревор Сэндс утверждает, что вряд ли когда-нибудь удастся создать ИИ, который достигнет человеческого уровня. Причина в том, что мозг человека наделен большой пластичностью и более 86 миллиардами нейронов. Ему легко заниматься разными сферами деятельности, быстро переключаться между ними. Тогда как ИИ обеспечен лишь несколькими тысячами или миллионом искусственных нейронов. Даже если будут проводиться активные работы по усовершенствованию технологий, компьютеры с ИИ все равно не смогут составить конкуренцию человеческому разуму.  

Искусственный интеллект применяется минимум в 16 сферах. Его использование позволило упростить и повысить качество выполняемых задач, снизить нагрузку на человеческий ресурс и оптимизировать многие процессы. 

В медицине увеличилась скорость постановки диагнозов и повысилась их точность. В образовательной сфере улучшилось качество обучения за счет того, что стали учитываться индивидуальные особенности учеников. Транспортная сфера пополнилась беспилотными автомобилями. В логистике упростился учет товаров, снизилось количество ошибок. Приход ИИ в сельское хозяйство упростил удобрение и обработку культур, повысил производительность по сбору урожая. 

Пользу искусственного интеллекта сложно оценить объективно, но в перечисленных областях он действительно упрощает многие процессы. Поскольку ИИ постоянно совершенствуется и обучается, прогнозы остаются оптимистичными.

Контрольные вопросы:

1. 
   Специфика использования искусственного интеллекта
   
2. 
   Области использования искусственного интеллекта
   

3. Применение системы искусственного интеллекта как экспертной системы

4. Проблемы использования искусственного интеллекта

5. Ближайшее будущее искусственного интеллекта

Рекомендованная литература:

Г.И.Салгараева, Ж.Б.Базаева, А.С. Маханова. Информатика. Учебник для 10кл+ CD. Арман-ПВ, 2019

В. Г. Архипова, Р. Г. Амдамова, К.Б. Кадыракунов. Алматыкітап.2020. Информатика. Учебник для 11 класс+ CD

P.А. Кадиркулов, Г.К. Нурмуханбетова. Информатика Учебник для 10 класс+ CD. Алматыкітап, 2019

Г.И.Салгараева, Ж.Б. Базаева, А.С. Маханова. Информатика.. Учебник для 11 кл+ CD. Арман-ПВ, 2020